メソッド 107
角速度テスト
1. テスト目的
レートモードでの軸のレート精度、安定性、および分解能を検出する。
2. 試験装置
10MHz デジタル周波数計
3. 試験環境条件
周囲温度: 20±5℃
相対湿度: ≤70%
振動絶縁要件: 試験対象のターンテーブルは、振動絶縁基礎の上に設置し、周囲に激しい振動や衝撃がないこと。
電磁場要件: 試験サイトの近傍に強い電磁干渉がないこと。
4. 試験方法
4.1 実験設計と主要パラメータの決定
ターンテーブルの角速度は、ターンテーブルの角度位置の増分を時間で割った比率として計算される。すなわち、
式中: △θ — 固定角度間隔
T — ターンテーブルが固定角度間隔を回転するのにかかる時間。
a. 固定角度時間測定法
固定角度信号は、ターンテーブル角度位置測定システムによって提供される。固定角度間隔は、レートに応じて異なるレベルに分割され、以下のように指定される。
レート ω 固定角度間隔 Δθ
ω < 1 °/s 1°
1 °/s ≤ ω < 10 °/s 10°
ω ≥10°/s 360°
タイミングにはデジタル周波数計を使用するか、試験要件を満たすターンテーブル基準時間ベースを使用できる。
b. タイミング角度測定法
リアルタイム測定機能を備えた角度位置測定システムを使用して、指定されたサンプリング時間間隔での角度値を測定する。サンプリング時間間隔は、固定角度時間測定の角度間隔を参照して、異なるレートレベルによって決定される。
4.2 レート精度テスト
4.2.1 固定角度時間測定法
ターンテーブルはレート動作モードで動作し、指定されたレートコマンドに従って安定した動作を確保する。固定角度間隔 Δθ は ω に基づいて選択され、ターンテーブルの固定角度信号がデジタル周波数計に接続される。ターンテーブルが指定された角速度で安定した後、デジタル周波数計は 10 回連続測定して T₁, ..., T₁₀ を得る。ω ≤ 0.005°/s の場合、3 回連続測定して T₁, T₂, T₃ を得る。
4.2.2 タイミング角度測定法
ターンテーブルはレート動作モードで動作し、指定されたレートコマンドに従って安定した動作を確保する。タイミング間隔は ω に基づいて選択される。ターンテーブルが指定された角速度で安定して動作したら、タイミング間隔信号に従って測定軸の角度位置のデジタル表示値を読み取る。このプロセスを 10 回繰り返し、θ₁, ..., θ₁₀ を得る。ω ≤ 0.005°/s の場合、3 回連続測定して θ₁, θ₂, θ₃ を得る。
4.3 レート安定性テスト
4.3.1 固定角度時間測定法
4.2.1 と同じ。
4.3.2 タイミング角度測定法
4.2.2 と同じ。
4.4 レート分解能テスト
4.4.1 低速レート分解能テスト
ターンテーブルはレート動作モードで動作する。最小速度コマンドを 10 回与え、ターンテーブルを安定して動作させる。4.2 の方法を使用して、Ti または θi を得る。
ターンテーブルの設定レートを変更し、元のレートコマンドの下でレート分解能 Rω のレートコマンド値を増加させる。すなわち、ターンテーブルは ω+Rω レートコマンドの下で動作する必要がある。4.2 の方法を使用してテストし、Ti' または θi' を得る。
4.4.2 各レートレベルでのレート分解能テスト
ターンテーブルはレート動作モードで動作する。希望するテストレート範囲のレートコマンドが与えられ、ターンテーブルが安定化される。平均速度 ω₁ は方法 4.2 を使用して得られる。その動作レートに基づいて、固定角度時間測定法の場合は Δθ と N、タイミング角度測定法の場合は T が選択される。これにより、T₁, ..., T₁₀ または θ₁, ..., θ₁₀ が得られる。
ターンテーブルの設定レートを変更することにより、ω₁ のレートコマンドの下で、その設定のレート分解能 Rω のレートコマンド値が増加される。すなわち、ターンテーブルは ω₁ + Rω のレートコマンドの下で動作する。4.2 の方法を使用して、T₁', ..., T₁₀' または θ₁', ..., θ₁₀' が得られる。
5. データ処理と結果評価
5.1 レート精度
5.1.1 固定角度時間測定法
ここで: Tg — 指定されたレートで測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の公称値。
— 指定されたレートで測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の測定値の平均値。
5.1.2 タイミング角度測定法
ここで: θg — 指定されたレートで指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の公称値。
— 指定されたレートで指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の測定値の平均値。
5.2 レート安定性
5.2.1 固定角度時間測定法
ここで: N — 指定されたレートで選択された測定回数。
5.2.2 タイミング角度測定法
5.3 レート分解能
ここで: ω — 指定されたレートでの測定軸の平均レート。
ω' — 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の測定軸の平均レート。
— 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の平均値。
— 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の、測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の平均値。
Rω が理論的に指定されたレートインクリメントの 50% より大きい場合、それはそのレート範囲のレート分解能である。
メソッド 107
角速度テスト
1. テスト目的
レートモードでの軸のレート精度、安定性、および分解能を検出する。
2. 試験装置
10MHz デジタル周波数計
3. 試験環境条件
周囲温度: 20±5℃
相対湿度: ≤70%
振動絶縁要件: 試験対象のターンテーブルは、振動絶縁基礎の上に設置し、周囲に激しい振動や衝撃がないこと。
電磁場要件: 試験サイトの近傍に強い電磁干渉がないこと。
4. 試験方法
4.1 実験設計と主要パラメータの決定
ターンテーブルの角速度は、ターンテーブルの角度位置の増分を時間で割った比率として計算される。すなわち、
式中: △θ — 固定角度間隔
T — ターンテーブルが固定角度間隔を回転するのにかかる時間。
a. 固定角度時間測定法
固定角度信号は、ターンテーブル角度位置測定システムによって提供される。固定角度間隔は、レートに応じて異なるレベルに分割され、以下のように指定される。
レート ω 固定角度間隔 Δθ
ω < 1 °/s 1°
1 °/s ≤ ω < 10 °/s 10°
ω ≥10°/s 360°
タイミングにはデジタル周波数計を使用するか、試験要件を満たすターンテーブル基準時間ベースを使用できる。
b. タイミング角度測定法
リアルタイム測定機能を備えた角度位置測定システムを使用して、指定されたサンプリング時間間隔での角度値を測定する。サンプリング時間間隔は、固定角度時間測定の角度間隔を参照して、異なるレートレベルによって決定される。
4.2 レート精度テスト
4.2.1 固定角度時間測定法
ターンテーブルはレート動作モードで動作し、指定されたレートコマンドに従って安定した動作を確保する。固定角度間隔 Δθ は ω に基づいて選択され、ターンテーブルの固定角度信号がデジタル周波数計に接続される。ターンテーブルが指定された角速度で安定した後、デジタル周波数計は 10 回連続測定して T₁, ..., T₁₀ を得る。ω ≤ 0.005°/s の場合、3 回連続測定して T₁, T₂, T₃ を得る。
4.2.2 タイミング角度測定法
ターンテーブルはレート動作モードで動作し、指定されたレートコマンドに従って安定した動作を確保する。タイミング間隔は ω に基づいて選択される。ターンテーブルが指定された角速度で安定して動作したら、タイミング間隔信号に従って測定軸の角度位置のデジタル表示値を読み取る。このプロセスを 10 回繰り返し、θ₁, ..., θ₁₀ を得る。ω ≤ 0.005°/s の場合、3 回連続測定して θ₁, θ₂, θ₃ を得る。
4.3 レート安定性テスト
4.3.1 固定角度時間測定法
4.2.1 と同じ。
4.3.2 タイミング角度測定法
4.2.2 と同じ。
4.4 レート分解能テスト
4.4.1 低速レート分解能テスト
ターンテーブルはレート動作モードで動作する。最小速度コマンドを 10 回与え、ターンテーブルを安定して動作させる。4.2 の方法を使用して、Ti または θi を得る。
ターンテーブルの設定レートを変更し、元のレートコマンドの下でレート分解能 Rω のレートコマンド値を増加させる。すなわち、ターンテーブルは ω+Rω レートコマンドの下で動作する必要がある。4.2 の方法を使用してテストし、Ti' または θi' を得る。
4.4.2 各レートレベルでのレート分解能テスト
ターンテーブルはレート動作モードで動作する。希望するテストレート範囲のレートコマンドが与えられ、ターンテーブルが安定化される。平均速度 ω₁ は方法 4.2 を使用して得られる。その動作レートに基づいて、固定角度時間測定法の場合は Δθ と N、タイミング角度測定法の場合は T が選択される。これにより、T₁, ..., T₁₀ または θ₁, ..., θ₁₀ が得られる。
ターンテーブルの設定レートを変更することにより、ω₁ のレートコマンドの下で、その設定のレート分解能 Rω のレートコマンド値が増加される。すなわち、ターンテーブルは ω₁ + Rω のレートコマンドの下で動作する。4.2 の方法を使用して、T₁', ..., T₁₀' または θ₁', ..., θ₁₀' が得られる。
5. データ処理と結果評価
5.1 レート精度
5.1.1 固定角度時間測定法
ここで: Tg — 指定されたレートで測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の公称値。
— 指定されたレートで測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の測定値の平均値。
5.1.2 タイミング角度測定法
ここで: θg — 指定されたレートで指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の公称値。
— 指定されたレートで指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の測定値の平均値。
5.2 レート安定性
5.2.1 固定角度時間測定法
ここで: N — 指定されたレートで選択された測定回数。
5.2.2 タイミング角度測定法
5.3 レート分解能
ここで: ω — 指定されたレートでの測定軸の平均レート。
ω' — 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の測定軸の平均レート。
— 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の指定されたサンプリング時間間隔内の測定軸の角度増分の平均値。
— 指定されたレートが最小レートコマンドインクリメントによって増加された後の、測定軸が固定角度間隔を回転するのにかかる時間の平均値。
Rω が理論的に指定されたレートインクリメントの 50% より大きい場合、それはそのレート範囲のレート分解能である。
